泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工方案.docx
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泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工方案
机械成孔灌注桩专项方案报审表
工程名称：
瑞安市瑞辰科技有限公司编号：
001
致：
浙江中誉工程管理有限公司
我方已根据施工合同的有关规定完成了机械成孔灌注桩专项方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
机械成孔灌注桩专项方案
承包单位（章）
项目经理
日期
专业监理工程师审查意见：
专业监理工程师
日期
监理工程师审核意见：
项目监理机构
总监理工程师
日期
瑞安市瑞辰科技有限公司办公生产综合楼及厂房工程
机
械
成
孔
灌
注
桩
专
项
方
案
编制人:
职务（称）工程师
审核人:
职务（称）工程师
批准人:
职务（称）工程师
批准部门（章）:
编制日期：
2013年9月6日
温州中工建设工程有限公司
第一章工程概况
1.1桩基础概况
瑞安市风光机电设备厂位于瑞安市飞云新区F地块。
建筑面积10832.5m2。
场内原始地貌为低洼冲沟地带，后经建设平整，现地势平坦。
办公生产综合楼及厂房基础形式为121根Φ550mm预应力管桩和51根Φ700mm机械成孔灌注桩基础。
桩端持力层为卵石层，桩端承载力极限值为1580KN，建筑桩基安全等级为三级。
桩身混凝土强度为C25，钢筋采用HRB335和HPB235。
1.2地质特征
1、主要地质岩层特征：
根据现场勘察及岩土工程勘察报告，场地内由上而下主要涉及以下岩土层：
（1）、粘土
灰黄色、可塑状，局部软塑状，中～高压缩性，见少量铁锰质斑点或结核，往下一体渐软。
刀切面平整光滑，韧性高，干强度高，摇桭反应无，表部见0.3m灰黑色耕植土，富含腐植质。
该层全场分布，直接出露地表，厚度1.7～1.8m。
（2）、淤泥
青灰色，流塑状，高压缩性，含少量粉砂、贝壳碎片及半炭化物碎悄，刀切面平整光滑，韧性高，干强度高，摇桭反应无，根椐其性状、埋藏深度、贝壳含量等不同，可划分为二个亚层，即2—1、2—2淤泥。
2—1淤泥，土体极软弱，土芯易变形。
全场公布，顶板埋深1.70～1.80m，厚度13.40～13.80m。
2—2淤泥，土质较均一，具细鳞片状构造。
强度较上一亚层稍好，亚层之间无明显界线，呈渐变接触。
全场分布，顶板埋深15.10～15.50m，厚度14.50～15.20m。
（3）、粘土
灰色，软塑～流塑状，高压缩性，刀切面平整光滑，韧性高，干强度高，摇桭反应无，局部相变为淤泥。
全场分布，顶板埋深29.70～30.50m，厚度9.10～9.60m。
（4）、粉砂
灰色，稍密状，饱和，单粒结构，砂泣成份以长石、石英为主，砂粒磨圆度较好，呈圆形、亚圆形。
韧性底，摇振反应迅速。
局部相变为细砂。
全场分布，顶板埋深39.30～39.70m，厚度1.20～2.10m。
（5）、粘土
灰色，软塑性，局部可塑状，高压缩性，刀面平整光滑，韧性高，干强度高，摇振反应无。
全场分布，顶板埋深40.80～41.40m，厚度11.70～13.30m。
（6）、卵石
灰褐色，稍密～中密状，包和，分选性一般,>20mm颗粒含量55～75%，卵石粒径一般2～6cm，少量大者达到8cm以上。
2～20mm颗粒含量10～20%，0.075～2mm颗粒含量5～10%，其余为粉粒、粘粒。
卵、砾石岩性为凝灰岩，呈中风化～强风化状，磨圆度较好，呈次圆状。
岩土性质不均一，局部粗颗粒含量减变为圆砾或砾砂。
该层全场分布，顶板埋深53.10～54.30m，揭露厚度5.00～5.60m。
（未揭穿）
2、地下水文情况
（1）、场地地下水类型浅部为孔隙潜水，赋水介质为粘土、淤泥，水量小，水迳流条件差，受大气降水和地表迳流补给，排泄以蒸发为主；本次勘察期间测得静止水位埋深0.20～0.50m，水位高程2.64～2.93m。
下部为承压水，赋水介质为粉砂、卵石层，承压水头埋深为6～10m。
根据区域水文地质资料，地下水位长期变化幅度0.50～2.00，地下水对桩基础设计及施工影响不大。
（2）、场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋及钢结构具微腐蚀性。
第二章施工部署
2.1、场地的布置
1、地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。
施工用的临时设施准备就绪。
2、场地标高平整到-1.90米左右，并经过夯实或碾压。
3、根据图纸放出轴线及桩位点，按上水平标高木橛，并经过预检签字。
4、要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交底。
5、正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。
2.2施工顺序
办公生产综合楼及厂房由北向南逐根施工，本工程拟投入3台钻孔桩机，计划工期25天。
2.3劳动力安排
钻机操作手10人、钢筋工2人、测量放线3人，管理人员5人。
2.4主要机械设备需求计划表
序号
机械或设备名称
型号规格
单位
数量
1
正循环钻机
钻机上海300
台
3
2
电弧焊机
BX-330
台
1
3
精密水准仪
NI005A
台
1
4
经纬仪
J2
台
1
5
全站仪
PTS-V2
台
1
6
水泵
台
6
7
8
9
2.5主要周转材料需用计划表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
1
护筒
钢板卷折而成
个
12
2
导管
无缝钢管,直径250mm
m
200
3
混凝土
C25
m3
1382
第三章施工方法
3.1施工准备：
1、材料：
混凝土采用商品混凝土
2、主要机具：
正循环钻机、钻杆、混凝土导管、套管、水泵、清水池、泥浆池、水管等。
3.2施工工艺流程
钻孔灌注桩施工工艺流程图
测量放线定位
钻机就位
埋设护筒
制作钢筋笼
循环泥浆护壁、清渣
成孔
一次清孔
安装钢筋笼
安装导管
商品混凝土
废浆、废渣排放
终孔验收
二次清孔
灌注水下混凝土
起拔导管、护筒
桩头混凝土养护
废浆排放
制作砼试块
3.3施工方法及技术要求
3.3.1、埋设护筒
（1）、护筒采用钢板卷折而成，其内径应大于钻头直径100mm。
护筒的顶部应开设溢浆口，并高出地面≥200mm。
（2）钢板护筒地基应夯实，四周外放1.5米左右，护筒与坑壁之间用现场原土填实，护筒中心应与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm.
3.3.2、泥浆制备
（1）、根据场地情况合理规划布置泥浆池、沉淀池、循环槽等泥浆循环系统。
泥浆池的容积为钻孔容积的1.2～1.5倍，一般不宜小于4m3。
（2）、在粘性土层中成孔的泥浆，可在原土注入清水造浆。
在砂土中成孔的泥浆，应先在泥浆池中投入高塑性粘土或膨润土造浆。
（3）、以原土造浆的循环泥浆比重应控制在1.1～1.3；以高塑性粘土或膨润土造浆的循环泥浆比重在砂土层中控制在1.2～1.3，在砂卵石层或容易塌孔的土层应加大至1.3～1.5，泥浆的控制指标：
粘度18～22S；含砂率不大于8%；胶体率不小于90%。
本工程由于是基础桩，钻进时防止塌孔的危险泥浆比重采用1.25～1.45.清孔后泥浆比重1.15~1.25之间。
3.3.3、成孔
1）、钻机安装时正循环，转盘中心、提升滑轮、立轴钻杆和护筒中心重合，其偏差不得大于20mm，钻机安装应平稳牢固。
2）、钻进时，在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环，钻具下入孔内后要低档慢速轻压，钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大压力钻进。
3）、正常钻进时，应根据地层岩性合理调整和掌握钻压、钻速、泵量等钻进参数，在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进，在砂土中宜用低速、轻压、大泵量钻进，在碎石土中宜用低档慢速，控制进尺、加大泥浆比重和增加泵量的方法钻进。
4）、加钻杆时，应先将钻具稍提离孔底，待冲洗液循环3～5min后再拧卸加接钻杆。
钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时应停止钻进，经采取有效措施后方可施工。
3.3.4清孔
1、清孔采用正循环换浆方法，一般分两次清孔。
第一次清孔在钻进至设计深度后，使钻头慢速空转不进尺，不断循环换浆。
刚开始清孔时泥浆比重大一点一般为1.25～1.45之间，地质不好取大值，随着孔底成渣的减少泥比重逐渐减少。
第二次清孔在安装导管后，利用导管输送循环泥浆。
清孔后孔底泥浆的含砂率应≤8%，粘度≤28S，泥浆比重＜1.25。
灌注混凝土之前孔底沉渣厚度应符合下列规定：
端承桩≤50㎜，摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100㎜，摩擦桩≤300㎜。
本工程控制在泥浆比重控制在1.15～1.25之间，孔底沉渣厚度控制在≤50mm。
3.3.5、钢筋骨架加工与安装
本工程钢筋笼长为38m一种，钢筋笼主筋φ16，螺旋箍筋φ6，加强箍筋φ12。
1）、钢筋笼制作
①、在钢筋场地集中加工，采用箍筋成型法制作。
在主筋内焊接加强筋，增大骨架整体刚度。
制作好的钢筋笼应放置于平整、干燥的场地上，下垫等高的方木与地面脱离。
并挂好标志牌，做好防雨、防潮等工作。
②、钢筋应表面洁净，无锈蚀、无污染，有材质证明书和原材料进场检验资料。
③、钢筋骨架焊接前，必须先试焊，合格后方可正式施焊。
焊工必须持合格证上岗，电弧焊各项指标应满足如下技术要求（d为钢筋直径）：
焊接长度L（mm）
单面焊：
10d
双面焊：
5d
焊缝宽度b（mm）
≮0.7d
焊缝厚度h（mm）
≮0.3d
⑤、由于长度较短，钢筋骨架不分节。
2）、钢筋骨架吊装及孔口连接
①、钢筋骨架的吊装：
钢筋骨架采用“四点吊法”吊装。
吊装工具有：
吊车、自制吊装扁担、长钢丝绳1根、短钢丝绳1根、U型扣4个、滑轮4个。
吊装分两种情况：
即钢筋骨架装卸车时吊装、下孔时吊装。
吊装示意图如下：
a、钢筋骨架装卸车的吊装：
先将长钢丝绳穿在挂于扁担上的滑轮上，用吊车将扁担徐徐提起，选择好笼的四个吊点（吊点选择非常重要，一般选两端头第二个加强箍筋和对称主箍连接处作为吊点），用U型扣将钢丝绳和钢筋骨架连接牢固，连接后吊车起大臂，将钢筋骨架平吊放置于钢筋运输车上，车上放置凹槽型枕木垫高钢筋骨架，防止滚动及变形。
卸车和装车基本相同。
b、下孔时吊装：
将长、短钢丝绳穿在挂于扁担上的滑轮上，并将短钢丝绳的另一端和长钢丝绳的上端两个吊点连接在一起，吊点连接好以后，将扁担慢慢提起，长钢丝绳受力。
由于吊点的重心靠下于钢筋骨架下部，故提起钢筋骨架时，一端先离地，另一端贴在地面上，并且由于钢筋骨架上端吊点系短钢丝绳，随着钢筋骨架高度的提升，受力由长钢丝绳逐渐变成短钢丝绳，钢筋骨架亦随着慢慢竖直起来。
转动吊车大臂，将钢筋骨架移至孔口上方，调整钢筋骨架对中孔位，将笼慢慢放入孔内。
当放至钢筋骨架上面吊点时，用槽钢将笼担于井口平台上，解除上吊点长、短钢丝绳，调直对中后，将笼慢慢下降，在工作笼最上面加强箍筋上挂上十字线，用垂球将钢筋骨架对中，对中后钢筋骨架慢慢下降，将钢筋骨架完全用槽钢担于井孔平台上，并采用垂球再次校核对中情况，直到钢筋骨架偏位在允许范围内。
并用地锚将笼锚固于井孔平台下钢板上，防止上浮。
②、为使钢筋有足够的保护层，在骨架主钢筋增加圆柱砼垫块。
③、安装时钢筋中心位置要与桩基中心相符，其允许误差为±20mm。
④、在钢筋骨架制作、运送、安装过程中，要采取加固措施，以确保钢筋骨架不变形。
钢筋笼吊装完毕后立即进行第二次清孔。
钻孔桩钢筋加工及安装实测项目
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
受力钢筋间距（mm）
±20
每构件检查2个断面，用尺量
2
螺旋筋间距（mm）
+0，-20
每构件检查5～10个间距
3
钢筋骨架尺寸（mm）
长
±10
按骨架总数30％抽查
直径
±5
4
保护层厚度（mm）
±10
检查垫块直径
3.3.6、灌注水下混凝土
本工程所需混凝土采用商品混凝土。
商品混凝土站要对砂、石、水泥等原材料进行检验，严格按砼配合比配制砼，确保砼质量。
砼运输车直接运送到孔口的储料斗后用桩机钢丝绳提起堵塞漏斗的塞子后开灌，砼顺利通过导管送至孔底，首批混凝土达到埋管深度不小于1.0m，保持砼灌注的持续均衡，边灌注砼边振捣反插边起拔导管，直至完成水下混凝土灌注。
为保证桩身砼密实，无断桩、缩径、夹泥和蜂窝结构，水下砼灌注除执行有关规范要求外，还必须做到以下各点：
①导管要求用Ф250无缝钢管，导管要圆、直、连接牢固，密封性好，防止漏水漏气（灌注前做打压试验），导管下到孔底后上提300～400mm。
②要确保商品砼的质量，保证砼具有良好的和易性，砼塌落度控制在180～220mm。
③确保第一次砼灌注量，灌注前料斗的砼量必须满足导管底端能埋入砼中1.0～1.5m。
④在灌注砼过程中，要经常测量砼面上升高度，保持导管埋入砼2～6m，严禁把导管底端提出砼面，灌注水下砼要连续进行，不得中断，并经常上下穿插导管，保证桩身砼质量，砼灌注应超出设计桩顶标高1米，以保证桩头砼质量。
第四章灌注过程中常见问题的处理
混凝灌注过程是否顺利和桩身混凝土质量两大方面是关系到桩身混凝土的好坏。
应注意混凝土的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系，必要时添加缓凝剂。
掌握好混凝土的和易性及其坍落度，防止混凝土在灌注过程发生离析和堵管
4.1灌注混凝土时堵管
1）灌注混凝土时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、隔水栓不规范、混凝土配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。
2）灌注导管在安装前应有专人负责检查，可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查，检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注导管的接头是否密封、灌注导管的厚度是否合格
3）导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用气压。
进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍。
4）灌注导管底部至孔底的距离应为300一500mm，在灌浆设备的初灌量足够的条件下，应尽可能取大值。
隔水栓应认真细致制作，其直径和椭圆度应符合使角要求，其长度应≤200mm。
5）完成第二次清孔后，应立即开始灌注混凝土，若因故推迟灌注混凝土，应重新进行清孔。
否则，可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚，并导致隔水栓无法排出导管外而发生堵管事故。
4.2灌注混凝土过程钢筋骨架上浮
1、引起灌注混凝土过程钢筋骨架上浮的主要原因有：
（l）混凝土初凝和终凝时间太短．使孔内混凝土过早结块，当混凝土面上升至钢筋骨架底时混凝土结块托起例筋骨架．
（2）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成较密实的砂层，并随孔内棍凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时便托起钢筋骨架．
（3）混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮
2、为防止钢筋骨架上浮，除保证混凝土的质量，认真清孔外，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部lm左右时，应降低混凝土的灌注速度。
当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，然后恢复正常灌注速度。
4.3桩身混凝土强度低或混凝土离析
发生桩身混凝土强度低或混凝土离析的主要原因是施工现场混凝土配合比控制不严、搅拌时间不够和水泥质量差．严格把好进厂水泥的质量关，控制好施工混凝土配合比，掌握好搅拌时间和混凝土的和易性，是防止桩身混凝土离析和强度偏低的有效措施。
本工程为商品混凝土，配合比控制我方派专人进厂查看混凝土的配合比。
4.4桩身混凝土夹渣或断桩
1、引起桩身混凝土夹泥或断桩的原因主要有以下四个方面：
（1）初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进人混凝土．
（2）混凝土灌注过程拔管长度控制不准．导管拔出混凝土面．
（3）混凝土初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使混凝土上部结块，造成桩身混凝土夹渣；
（4）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成沉积砂层，阻碍混凝士的正常上升，当混凝土冲破沉积砂层时，部分砂粒及浮渣被包人混凝土内。
严重时可能造成堵管事故，导致混凝土灌注中断．
2、预防办法
导管的埋置深度宜控制在2-6m之间混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌人量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋管深度≥2m单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内
4.5桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求
桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求，其主要原因是超灌高度不够、混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。
对于桩径≤l000mm的桩，超灌高度不小于桩长的4%．对于桩径＞1000mm的桩，超灌高度不小于桩长的5％。
对于大体积混凝土的桩，桩顶10m内的混凝土应适当调整配合比，增大碎石含量，减少桩顶浮浆。
在灌注最后阶段，孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。
4.6混凝土灌注过程因故中断
混凝土灌注过程中断的原因较多，在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下，可采用如下方法进行处理：
（1）若刚开灌不久，孔内混凝土较少，可拔起导管和吊起钢筋骨架，重新钻孔至原孔底，安装钢筋骨架和清孔后再开始灌注混凝土
（2）迅速拔出导管，清理导管内积存混凝土和检查导管后．重新安装导管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注棍凝土，待隔水栓完全排出导管后，立即将导管插人原混凝土内，此后便可按正常的灌注方法继续灌注混凝土。
此法的处理过程必须在混凝土的初凝时间内完成
（3）混凝土灌注过程因故中断后拔除钢筋骨架，待已灌混凝土强度达到C15后，先用同级钻头重新钻孔，并钻除原灌混凝土的浮浆．再用φ500钻头在桩中心钻进300-500mm深，这样就完成了接口的处理工作，然后便可按新桩的灌注程序灌注混凝土
第五章质量控制措施
1、桩机就位后，应复测钻具中心，确保冲孔中心位置的准确性。
2、成孔过程中，应随地层变化调整泥浆性能，控制进尺速度，避免塌孔及缩径。
3、成孔过程中，应时刻注意钻具连接的牢固性，避免掉钻头。
4、护筒埋设完毕、灌注混凝土完毕后的桩坑应加以保护，避免人或物品掉入。
5、钢筋骨架制作完毕后，应按桩分节编号存放；存放时，小直径桩堆放层数不能超过两层，大直径桩不允许堆放，防止变形；存放时，骨料下部用方木或其他物品铺垫，上部覆盖。
6、钢筋骨架安放完毕后，应用钢筋或钢丝绳固定，保证其平面位置和高程满足规范要求。
7、混凝土灌注完成后的24h内，5m范围内相邻的桩禁止进行成孔施工。
8、强化工序管理，建立健全“三检制”，对施工中的每道工序均按要求进行事前指导、中间检查、工序验收。
确保工序质量；上道工序不合格决不转入下道工序。
9、钻孔入岩后通知监理验渣样。
渣样入岩石后每10cm取一次钻渣直到终孔。
终孔后请地勘验岩样。
10、技术管理保证措施
a.协助测量人员定位放线、复核，保证桩位准确无误。
b.护筒埋好后，对桩位及护筒进行检查，保证“两点一线一中心”。
c.钻机就位，开孔验收，把好关卡。
d.成孔钻进过程中，检查钻机倾斜情况，检查泥浆性能，督促换浆。
e.清孔、终孔验收不合格的不准上钻、下笼。
f.保护层垫块布局不合格的进行返工。
g.工序质量管理由质检人员负责。
第六章安全生产、文明生产
从事本工程施工的各级人员要严格遵守“安全第一、预防为主”的方针和总公司“安全否决权实施细则”有关的安全生产规定，严禁违章生产。
具体要求：
1、健全安全生产管理网络，工程设专职安全员，各作业机组均设立兼职安全员，成立以项目经理为首的安全领导小组，安全员有权实施安全否决，对违犯规定的班组和个人直接作出处理，争取整个工程无工伤事故。
2、施工前，组织职工学习安全操作规程，进行安全生产教育，做好安全技术交底工作，未接受教育者不准上岗。
3、严格做到安全用电，电器设备装配漏电保护器,电缆要用绝缘支架架起。
4、所有进入施工现场的人员都必须戴安全帽,着工作服,上塔必须系安全带；场内安全标志醒目。
5、认真交接班，开好班前班后会，上班前和上班时间严禁喝酒，开展好安全活动日活动。
6、升降钻具和钻机搬迁是安全生产的关键环节,要特别注意，避免事故的发生，更要注意吊装作业的安全问题。
7、油料、氧气、乙炔及其它易燃品须远离烟火，妥善存放,施工现场配备灭火器材。
8、配备排水设备。
场地内要保持整洁，工作道路畅通，做到文明生产。
9、安全标志齐全，机台以标准化管理要求挂标志牌。
10、对空孔应及时回填并采取安全防护措施。
11、由于进行24小时连续施工，混凝土搅拌车及运材车进出场，可能会有扰民事件发生，我方将积极配合总包单位解决好扰民问题。
12、泥浆不得外流，泥浆处理必须交给专业的公司处理或政府指定的存放地点
13、特殊工作要持证上岗。
安全工作重在预防,安全教育须经常进行,特别是各级管理员不能麻痹,要有布置、有检查、有处理。
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